Oförbränt material i aska. - Andel organiskt kol, mätmetoder och mängder

Transkript

1 Oförbränt material i aska - Andel organiskt kol, mätmetoder och mängder Rapport 5334 december 2003

2 Oförbränt material i aska - Andel organiskt kol, mätmetoder och mängder NATURVÅRDSVERKET

3 BESTÄLLNINGAR Ordertelefon: Orderfax: E-post: Postadress: Internet: CM-Gruppen Box Bromma Tel: Internet: Postadress: NATURVÅRDSVERKET (växel) Naturvårdsverket Stockholm ISBN pdf ISSN Naturvårdsverket 2003 Tryck: CM Digitaltryck AB

4 Förord Sedan den 1 januari 2002 får brännbart avfall inte deponeras och från 2005 omfattar förbudet allt organiskt avfall. Organiskt avfall definieras i Avfallsförordningen (2001:1063) som avfall innehållande organiskt kol, exempelvis biologiskt avfall och plastavfall. Aska från förbränningsanläggningar kan innehålla oförbränt material bestående av organiskt kol. Detta innebär att vissa typer av aska kan komma att omfattas av deponiförbudet för organiskt avfall. Naturvårdsverket avser att meddela föreskrifter med undantag från förbudet att deponera organiskt avfall. För att kunna bedöma behovet av att undanta vissa typer av aska från förbudet har Naturvårdsverket uppdragit åt ÅF-Energi & Miljö att ta fram ett tekniskt underlag innehållande uppgifter om mängder och andel oförbränt i olika askor, i vilken form kolet föreligger i aska, mätmetoder och möjligheter till omförbränning. Rapporten har utarbetats av Henrik Bjurström och Magnus Berg, ÅF-Energi & Miljö AB i Stockholm. Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta inte kan åberopas som Naturvårdsverkets ståndpunkt. Stockholm i december 2003 Naturvårdsverket 3

5 4

6 Innehåll Sammanfattning... 6 Summary Uppdraget I vilka former förekommer kol Mätmetoder för kol i aska Oförbränt som glödgningsförlust Totalt kolinnehåll, TC, och Totalt organiskt kol, TOC Organiskt kol, OC, och elementärt kol, EC, i TOC Vad mäts vid glödgningen? Andelar organiskt kol och elementärt kol i TOC Gränsvärden för oförbränt Askmängder och oförbränt Askmängder Halter oförbränt Omförbränning Slutsatser och forskningsbehov Referenser Bilaga 1. Branschvis uppskattning av askmängder i Sverige Från MWh bränsle till ton aska Askmängder i avfallshanteringen Askmängder från massa- och pappersindustrin Askor från energibranschen Den träbaserade industrin och villaeldningen

7 Sammanfattning I Sverige produceras ca en miljon ton aska per år varav 500 till 700 tusen ton deponeras. Denna aska innehåller varierande halter oförbränt. Oförbränt eller totala kolinnehållet, TC, består av: organiskt kol, OC, elementärt kol, EC, vilket tillsammans med OC bildar TOC, Total Organic Carbon oorganiskt kol i karbonater, TIC, total inorganic carbon En bättre benämning för TOC än Total Organic Carbon kunde vara Total Oxidizable Carbon, totalt oxiderbart kol, eller Combustible Carbon. Karbonatkolet är inte brännbart och bör därmed inte inkluderas i begreppet oförbränt. De enklaste och vanligaste metoderna att bestämma oförbränt är de s k glödgningsförlusterna vid en temperatur som är specifik för bränslet, vilka dock ger en blandning av OC, EC och TIC. Det finns andra metoder att dela upp kolinnehållet och bestämma de olika kolkategorierna. Gällande standarder syftar till bestämningen av TOC som summan av elementärt kol och organiskt kol. Halten oförbränt eller glödgningsförlusten i de uppgifter som vi har tagit emot varierar inom vida gränser, vilket beror dels på att metoderna att bestämma oförbränt alternativ organiskt kol är olika eller inte nödvändigtvis väl lämpade, dels på förbränningsanläggningens utformning och driftsförhållanden. Vi anser därför att det inte är meningsfullt att återge några kvantitativa uppgifter om generella halter oförbränt eller organiskt kol i askor, TOC eller OC. All information pekar på att dessa TC-halter är låga i askor från CFB-pannor, något högre i askor från BFBpannor och ofta relativt höga i askor från rosterpannor och pannor baserade på pulverbrännare. De undersökningar som utförts utomlands, framför allt på askor från förbränning av hushållsavfall, pekar på att det organiska kolet är en liten andel av den TOC eller glödgningsförlust som redovisas. Även om en aska skulle ha en TOC eller glödförlust som klart överskrider de 3 eller 5 % som är gränsvärden i tyska föreskriften TA Siedlungsabfall är det inte säkert att halten organiskt kol skulle vara över gränsen. Det oförbrända kolet, TOC, torde i huvudsak bestå av elementärt kol, EC. När man diskuterar halten oförbränt eller sätter ett gränsvärde för halten oförbränt är det viktigt att veta vilket syftet egentligen är. Om det är kopplat till konsekvenser vid deponering är det halten organiskt kol som bör begränsas medan man ur resurshushållningsperspektiv snarare bör maximera kolomsättningen i pannan. I det senare fallet är det därmed viktigt att samtidigt med halten oförbränt beakta askhalten i själva bränslet. Det samma gäller om halten oförbränt används som ett mått för att kontrollera hur effektiv förbränningen är, vilket t.ex. sker i EU-direktivet om förbränning av avfall. I ljuset av denna information är det därför svårt att ange vilka typer och vilka kvantiteter av aska som med säkerhet inte får deponeras år

8 Det är tekniskt möjligt att bränna om askor som har hög halt av oförbränt. Att göra det i en fristående CFB-panna kan ge upphov till problem, såväl tekniska (korrosion, påslag m m) som juridiska (tillstånd att förbränna avfall). Omförbränning i samma panna förefaller vara att föredra, även om konsekvenserna inte är till fullo kända och detta inte alltid ger tillräckligt låga halter oförbränt. 7

9 Summary The landfilling of organic waste will be prohibited in Sweden from 1 January Ash containing unburnt material in the form of organic carbon may be covered by the ban. This report provides a technical basis for the Swedish Environmental Protection Agency in its work on drawing up regulations relating to exemptions from the ban on landfilling organic waste. Approximately one million tonnes of ash a year are produced in Sweden, of which 500,000 to 700,000 tonnes are sent to landfill. This ash contains varying levels of unburnt material. The unburnt material consists of carbon in three different forms: organic, elemental and inorganic carbon. It is the organic carbon that causes an adverse environmental impact in landfills. On the other hand, there is a European standard for the determination of TOC (total organic carbon) in waste which gives the sum of organic and elemental carbon. The content of unburnt material or loss on ignition varies within wide limits, due firstly to different measuring methods and secondly to the design and operating conditions of the incineration plant. The proportion of unburnt carbon is often low in ash from CFB boilers, somewhat higher in ash from BFB boilers and often relatively high in ash from grate boilers and boilers based on powder burners. It is technically possible to reburn ash that has a high level of unburnt material. This may, however, lead to technical problems such as corrosion in the boiler, and reburning does not always result in a sufficiently low level of unburnt material. 8

10 1 Uppdraget Sedan får brännbart avfall inte deponeras och från 2005 får organiskt material inte deponeras. Med organiskt avfall avses material som innehåller organiskt bundet kol. Om avfallet inte återvinns eller återanvänds är det normala omhändertagandet av avfall därför förbränning med utnyttjande av förbränningsvärmet till produktion av energi (el eller värme). Konsekvensen av förbränning är att volymen material som skall omhändertas därefter minskas och att nedbrytningen av organiskt material i deponierna undviks. Emellertid, även om förbränningen nästan helt omvandlar det organiskt bundna kolet till koldioxid finns alltid en liten andel av detta kol kvar i de mineraliska resterna: bottenaska eller slagg, flygaskor och rökgasreningsrester. Samma förhållande gäller även för energibränslen såsom trädbränslen, kol eller olja. Naturvårdsverket arbetar med den övergripande frågeställningen Vilka askor bör omfattas av deponiförbudet 2005?. Syftet med uppdraget som redovisas med föreliggande rapport är ett tekniskt underlag för detta arbete: Mängder och andel oförbränt för olika typer av askor i Sverige De olika formerna som kol föreligger i aska En genomgång av mätmetoder för organiskt kol Möjligheter till omförbränning Föreliggande rapport utgör redovisning för detta uppdrag. De tre första frågorna är sammanflätade: innan en andel oförbränt kan anges bör helst klarläggas i vilka former kol förekommer i aska och hur de olika formerna kan analyseras. Kontaktperson vid Naturvårdsverket är Catarina Östlund. Uppdraget har utförts av Henrik Bjurström och Magnus Berg vid ÅF-Energi & Miljö. 9

11 2 I vilka former förekommer kol Kolet som återfinns i de olika askorna har sitt ursprung i bränslet. Om bränslet är: Avfall, är det allehanda organiskt material, såväl biologiskt avfall som syntetiska material (t ex polymerer) Olja, är det framför allt kolväten, såväl alifatiska som aromatiska föreningar Biobränslen, t ex trädbränslen eller torv, är det de organiska föreningar som finns i dessa växter eller i torven Kol, är det i första hand elementärt kol, men även kolväten. Under förbränningen sker dels en oxidation av det organiska materialet i bränslet, dels termiska sönderdelnings- och rekombineringsreaktioner. Vilka reaktionsprodukter som bildas och i vilka mängder de förekommer beror på förhållanden i anläggningen, bl a temperatur, syretillgång (oxidation eller pyrolys). Den huvudsakliga produkten från kolföreningar i bränslet är koldioxid (och kolmonoxid), som huvudsakligen avgår med rökgaserna men även kan ingå i förening med en mineralisk oxid. Därutöver förekommer organiskt material som antingen inte reagerat alls eller reagerat endast en del av vägen mot fullständig förbränning (t ex förkolnat material). Totala kolinnehållet i aska, TC eller Total Carbon, består således av: Summan av oförbränt (organiskt) material, vilket vanligen kallas för TOC, d v s Total Organic Carbon Oförbränt organiskt material, vilket vanligen kallas för OC, d v s Organic Carbon Oförbränt material i form av kol, vilket brukar kallas för EC, Elementary Carbon Oorganiska karbonater, vilket brukar kallas TIC, Total Inorganic Carbon Det som kallas för TOC är summan av organiskt kol, OC, och elementärt kol, EC. Med ekvationer kan sambanden åskådliggöras: TC = TOC + TIC TOC = OC + EC Utöver dessa beteckningar kan man finna i litteraturen begrepp som RC, Residual Carbon, AOC eller BOC, Abbaubar Kohlenstoff eller Biodegradable Organic Carbon. Med AOC eller BOC menar man ofta det som betecknas OC i uppräkningen ovan. Standardlitteratur definierar Totalt Organiskt Kol eller TOC som den mängd kol som kan förbrännas eller oxideras till koldioxid (se t ex SS-EN ). TOC definieras därmed som allt som inte är kolet i oorganiska karbonater, vilka inte kan oxideras vidare. 10

12 Totalt organiskt kol, TOC, uppfattas alltså vara summan av elementärt kol, EC, vilket med tveksamhet kan kallas för organiskt, och det organiska kolet, OC. I andra sammanhang, t ex vattenbehandling, kan man finna begreppet Total Oxidizable Carbon (TOC), d v s det kol, elementärt eller organiskt, som kan oxideras till koldioxid. I ASTM D standarden kallas TOC för Combustible Carbon. Organiskt kol, OC, utgörs av de kemiska föreningar som behandlas i den organiska kemin: kolväten, alkoholer, polymerer som polyeten eller PVC, cellulosa, lignin, etc. Syntetiska polymerer är i allmänhet svårnedbrytbara men alla organiska föreningar eller vävnader som har sitt ursprung i en organism är a priori biologiskt eller kemiskt nedbrytbara. Gränsen mellan organiskt kol och elementärt kol är flytande. I summaformeln för elementärt kol ingår i princip inga andra grundämnen än kol. I praktiken består förkolnat material inte av grafit men av kolväten med mycket litet förhållande mellan väte och kol, med en oregelbunden grafitliknande struktur. Som namnet antyder har det elementära kolet EC mer karaktär av oorganiskt material än av organiska föreningar. Även det fossila bränslet kol består inte enbart av kol utan även av kolväten (och askbildande ämnen). Det elementära kolet, EC, anses inte vara biologisk nedbrytbart eller reaktivt i en deponi (se t ex Kowalczyk m.fl., 1995). 11

13 3 Mätmetoder för kol i aska För att bestämma halten oförbränt eller halten organiskt kol kan olika mätmetoder utnyttjas: både metoder där en viss typ av kol analyseras utgående från dess fysikaliskkemiska egenskaper och metoder där man bestämmer det som kan förbrännas eller drivas av. Följande exempel kan illustrera svårigheterna att entydigt bestämma kol som organiska föreningar i aska. I en tidigare undersökning har oförbränt bestämts för två flygaskor från trädbränslen genom glödgning vid såväl 550ºC som vid ca 1000ºC (Bjurström, 1999). I ett pågående projekt har ÅF Energikonsult låtit bestämma halten oförbränt för två flygaskeprover från en anläggning på samma sätt och även fått en bestämning av TOC i analyspaketet. De är en blandning av flygaskor från olika pannor (olika bränslen, olika konstruktioner). Tabell 1. Halten oförbränt i olika flygaskor bestämd med olika metoder. Oförbränt pulverpanna rosterpanna Prov 1 Prov 2 Glödförlust vid 550 o C 3,6-3, LOI vid ca 1000 o C ca 30 TOC 2 0,1 2,5 ca 15 Fotnot till Tabell 1: 1 En viktsökning iakttogs vid glödgningen i stället för den förväntade viktsminskningen. 2 I analysprotokollen står LECO-metoden som analysmetod för TOC. 3.1 Oförbränt som glödgningsförlust Den enklaste och vanligaste metoden för att bestämma halten oförbränt är att hetta upp askprovet i en ström av syrgas eller luft i syfte att förbränna allt kol eller driva av kolföreningar. Resultaten av processen kan bestämmas som en viktsförlust, den s k glödgningsförlusten, glödförlusten eller ibland LOI, Loss on Ignition: askan vägs före och efter och den procentuella viktsminskningen antecknas. Detta är den metod som beskrivs i de svenska standarderna SS (för kol), SS (för biobränslen) och SS (för rester efter förbränning). När glödningsförlusten bestäms motsvarar det erhållna värdet allt material som lämnat den torra askan under upphettningen: vattnet som var bundet så att det inte lämnade provet under den inledande torkningen vid 105ºC, kol i dess olika former (organiskt kol, elementärt kol och karbonatkol) samt eventuella övriga ämnen som förflyktigas eller sönderdelas i en fast återstod och en gas. Det förekommer att glödgningsförlusten är negativ, d v s att det sker en viktsökning i stället för den förväntade viktsminskningen, se Tabell 1. 12

14 Glödgningstemperaturen är 815ºC (SS ) eller 775ºC (SS ) för kol och för biobränslen 550ºC (SS och SS ). Anledningen till att glödgningstemperaturen är olika för de olika bränslenas askor är önskemålet att glödgningsförlusten skall motsvara oförbränt och inte sönderdelningen av oorganiska karbonater. Det finns en annan analys vid vilken ett LOI-värde erhåll, nämligen den s k totalanalysen, där askans elementära sammansättning bestäms. Innan provet löses inför instrumentell analys brukar det glödgas vid ca 1000ºC. Detta LOI-värde kan tolkas som en halt oförbränt men inkluderar även oorganiska karbonatkol. 3.2 Totalt kolinnehåll, TC, och Totalt organiskt kol, TOC Resultaten av upphettningsprocessen kan också bestämmas som mängden koldioxid som drivits av under upphettningen genom att absorbera koldioxiden i en vätska och titrera denna eller genom spektroskopiska metoder. I instrument för elementaranalys av organiska prov förbränns provet i syrgas och reaktionsprodukterna absorberas i ett medium som vägs före och efter. Det är metod av denna typ som används i flera kommersiella instrument, t ex av Carlo Erba-typ eller LECO-typ, och som förutsätts användas i den europeiska standarden SS EN Denna standard innebär således en mer specifik bestämning av totala kolinnehållet. Observera att proven måste malas ner så att kolpartiklar frigörs från oorganiska matrisen. Temperaturförloppet kan i vissa instrument programmeras med en högsta temperatur på nivån ºC. För att bestämma TOC, totalt organiskt kol, kan man förfara på ett av två sätt: Provet delas i två delprover, för ett av delproven bestäms TC instrumentellt och för det andra delprovet bestäms karbonatinnehållet (TIC) genom sänkning i syra och bestämning av den mängd koldioxid som avges när karbonaterna sönderdelas. Först bestäms det oorganiska kolet TIC genom sönderdela karbonater med saltsyra, och sedan upphettas provet för en bestämning av TC, som nu består endast av TOC. I båda förfaranden erhålls TOC genom en substraktion av det oorganiska kolet, TIC, från det totala kolinnehållet. Den LECO-metod som gav upphov till TOC-värdena i Tabell 1 är en variant av SS-EN (Albano, 2002). Först bestäms TC med instrumentet för elementaranalys (kol, kväve, väte) från LECO med ett delprov. Den standard som man brukar hänvisa till är ASTM D3178. Det andra delprovet glödgas vid 550ºC innan dess TC bestäms med instrumentet. TOC erhålls då som subtraktionen mellan TC för första delprovet och TC för andra delprovet (efter glödgning). 13

15 3.3 Organiskt kol, OC, och elementärt kol, EC, i TOC Tyska Verein der Grosskraftwerksbetreibers (VGB) utgår från bestämningen av TOC som glödgningsförlusten vid 550ºC och argumenterar att EC, det elementära kolet, är biologiskt svårnedbrytbart, möjligen inert, varför det inte bör räknas in som organiskt material. Kowalczyk m.fl. redovisar en modifiering av analysförfarandet enligt SS-EN (Kowalczyk m.fl., 1995). Förfarandet bygger på VGB:s analysmetod för kolväten i koks och utförs i tre steg: först bestäms TC med ett Carlo Erba-instrument genom mätning av den avgivna koldioxiden, i nästa steg bestäms TIC analogt SS-EN , i det tredje steget bestäms RC (Restkohlenstoff) på samma sätt som i VGB:s kolvätemetod för koks efter att provet upphettats i en kvävgasström vid 850ºC. Med ekvationer ger detta: OC = 1,3 (TOC RC) Korrektionsfaktorn 1,3 är en empirisk faktor. Kowalczyk m.fl. noterar att metoden kräver utrustning och erfaren personal. Med termoanalytiska metoder där provets temperatur höjs sakta till en sluttemperatur på ºC kan man följa avgången av massa eller av koldioxid i olika steg. Vid ºC avgår eller sönderfaller allt organiskt material, eller OC (Priester m.fl., 1996). Vid högre temperaturer förbränns det elementära kolet, EC, i syrgasatmosfär. Om upphettningen sker i en inert atmosfär reagerar inte det elementära kolet. Vilka kolföreningar som reagerar vid de olika stegen i denna analys kan bestämmas på olika sätt. Ferrari har använt flera laboratoriemetoder i sin avhandling (Ferrari, 1997): Carlo Erba-instrument för TC, coulometrisk titrering för avgiven koldioxid i bestämningen av TIC, en termovåg med möjlighet att analysera gaserna (Ferrari, 1997, Rubli, 2000) där temperaturen höjs med ca 20ºC per minut preferentiell termisk oxidation eller pyrolys av OC med en efterföljande bestämning av EC sekventiell extraktion av organiska föreningar med olika lösningsmedel och kvantitativ bestämning kromatografiska förfaranden IR-spektroskopi pyrolys av proven med analys av gaserna med gaskromograf och masspektrometer. 14

16 3.4 Vad mäts vid glödgningen? Termogram från Ferraris avhandling om oförbränt i avfallsförbränning i en rosterpanna illustrerar förutsättningarna för övriga analysmetoder. I Figur 1 återges ett termogram för bottenaskan (slaggruset) och i Figur 2 ett termogram för flygaska. Proven värms under några minuter upp till en sluttemperatur. Ändringen i provets massa följs, avgången av vatten och koldioxid mäts. Figur 1. Resultat från uppvärmningen i luft av ett prov bottenaska från avfallsförbränning (Ferrari, 1997, Ferrari m.fl., 2002). Höger axel (Gewicht): provets massa i % av ursprunglig massa. Vänster axel (utan skala): relativ intensitet för signalen från detekteringen av vattenånga (H 2 O) och koldioxid (CO 2 ). Genom att behandla provet med saltsyra kan CO 2 -topppen vid ca 700ºC identifieras som karbonatkol (TIC) och med en oxiderande syra (salpetersyra) visas att CO2-toppen strax över 300ºC är organiskt kol (OC). Återstående topp strax under 500ºC är förkolnat material (EC). Man kan även skilja mellan de olika kolen genom att jämföra svarskurvorna från detekteringen av koldioxid och vatten. Toppen strax över 300ºC finns såväl i koldioxidkurvan som i vattenkurvan, vilket pekar på att de härrör från väterikt material, d v s organiskt material. Karbonattoppen vid ca 700ºC åtföljs inte av någon topp på vattenkurvan. För elementärt kol finns i Figur 1 en topp i båda svarskurvor, fast vatten-toppen är relativt sett klart svagare än för det organiska kolet. Normalt åtföljs dock inte denna koldioxidtopp av någon topp i vattenkurvan. Efter behandling med saltsyra förekommer vattentoppen endast för det organiska kolet vid ca 300ºC. I bilder för andra prover syns inte heller någon vattentopp i samband med koldioxidtoppen för elementära kolet. 15

17 Figur 2. Resultatet från uppvärmningen i luft av ett prov flygaska (Ferrari, 1997). För symboler, se Figur 1. Första toppen strax under 400ºC i Figur 2 för flygaska motsvarar organiskt kol samt elementärt kol (förkolnat material) och andra toppen mellan 400 och 600ºC motsvarar karbonatkol. Här ger toppar i vattenkurvan inte mycket hjälp. För att skilja mellan elementärt och organiskt kol använder Ferrari och Rubli (Ferrari, 1997, Rubli, 2000) följande metod: provet hettas upp i en ström av helium, varvid koldioxid från reaktionen av organiskt kol och från karbonater avgår vid olika temperaturer. När högsta temperaturen har nåtts byter man till syrgas och det elementära kolet kan brännas av. Huvuddelen av toppen under 400ºC har flyttats till 800ºC-platån, och motsvarar därmed elementärt kol. 16

18 Figur 3. Resultat från upphettning av flygaskeprovet i Figur 2 i en heliumatmosfär till 800ºC och ett byte därefter till syrgasatmosfär (Ferrari, 1997). För symboler, se Figur 1. Ur Figur 1-3 kan ytterligare information utvinnas. Sönderdelningen av kolföreningarna i askan sker vid lägre temperaturer än för de rena ämnena. Ferraris visar att metalloxiderna i askan katalyserar eller bidrar till oxidationen. Vid bestämning av OC enligt Kowalczyk m.fl. och VGB får man således, enligt Ferrari, en överskattning av halten organiskt kol, OC, då elementära kolet, EC, också reagerar vid varmhållningen vid 850ºC. På motsvarande sätt kan det elementära kolet oxideras vid lägre temperaturer än förväntat i en syrgasström. Notera att Ferraris och Rublis förfarande inte är helt invändningsfritt då en del av det organiska kolet kan tänkas pyrolysera och bli elementärt kol under processen (Rubli, 2000). Alltså, om glödgning vid ca 1000ºC ger allt kol, organiskt, elementärt och oorganiskt, så ger glödgning vid 550ºC inte nödvändigtvis bara det organiska kolet. Företaget LECO säljer ett instrument med vilket de olika kolen kan bestämmas genom ett förfarande som motsvarar Ferraris och Rublis metod. Enligt LECO Sweden finns det sådana instrument i Sverige, men de används inte för aska (Nordenmark, 2002). Metoden skall ha använts i Norge för att bestämma halten organiskt kol, men man har upphört med detta då standarden EN trätt i kraft. Användningen av elementaranalys (LECOmetod) omnämns som en ny metod för att skilja mellan OC och EC av Vosteen och Beyer (2000). 17

19 4 Andelar organiskt kol och elementärt kol i TOC Med dessa analysmetoder har det studerats vad TOC består av i flera askor. Intresset har varit fokuserat på askor från avfallsförbränningen därför att högsta tillåtna halter av oförbränt eller högsta tillåtna glödgningsförlust har skrivits in i några länders lagstiftning, t ex Tyskland eller Schweiz. De resultat Kowalczyk m.fl. presenterar är följande (Kowalczyk m.fl., 1995): TOC motsvarar 30 till 50 % av glödgningsförlusten vid 550ºC, det organiska kolet, OC, är 25 till 70 % av TOC, eller OC är 12 till 25 % av glödgningsförlusten vid 550ºC. Resultaten för de prov av askor från avfallsförbränning (rosterpannor) som Ferrari studerat är följande: TOC i bottenaskan består av % organiskt kol och % elementärt kol. TOC varierar från 6 g/kg till 17 g/kg (0,6 till 1,7 % av TS, torrsubstans). Då TOC-halten är låg är OC andelen i TOC låg. TOC i flygaskan är till ca 90 % elementärt kol och till ca 10 % organiskt för TOChalter mellan 3 och 40 g/kg. Med hänvisning till att analysmetoderna sannolikt underskattar andelen organiskt kol drar Ferrari slutsatsen att andelen OC i bottenaskors TOC är ca 50 % eller mer (Ferrari, 1997). Ur de extraktionsförsök som han utförde på askor från förbränningen av hushållsavfall i rosterpannor slöt Ferrari till sig att: de 10 % i flygaskans TOC som inte är elementärt kol är i huvudsak organiskt material som gått igenom pannan utan att reagera. TOC i bottenaskor består av pyrolyserat och termiskt sönderdelat material Rubli har studerat andra typer av förbränningsanläggningar för slam, bl a fluidiserad bädd och roterande ugnar (Rubli, 2000). För fluidbädden och för roterugnen som stödeldas med olja för god utbränning är EC-halten 0,1 till ca 2 g/kg medan organiskt kol är under detekteringsgränsen (0,01 g/kg). I en roterugn som matas med rökgaser från en avfallförbränningsanläggning är halten oförbränt i askan mycket högre: 26 till 35 g/kg (motsvarande 2 till 3 % TOC), med 90 % EC och 10 % OC. Rubli har även utfört försök med rosterpannor under olika drifsförhållanden: andelen organiskt kol (OC) är högst % av andelen elementärt kol (EC) i askorna (Rubli, 2000, Rubli m.fl., 2000). 18

20 En annan undersökning har utförts av Vosteen och Beyer för Bayers ugnar för farligt avfall och för förbränningen av vanligt avfall (Vosteen och Beyer, 2000). Resultatet, d v s fördelningen mellan TOC och oorganiskt kol, d v s TIC, liksom fördelningen mellan nedbrytbart kol (OC i Ferraris nomenklatur) och elementärt kol (EC) i oförbränt beror bl a på förbränningstemperaturen. Vid en förbränning vid hög temperatur, som i en ugn för specialavfall, är allt oförbränt i glödgningsförlusten TOC, se Figur 4. De oorganiska karbonaterna har sönderdelats under processen och återskapas inte i askan, varför halten TIC är i stort sett noll. Figur 4. En jämförelse mellan den s k TOC och glödgningsförlusten vid 550ºC (LOI) i slagg från roterugnar för destruktion av farligt avfall (Vosteen och Beyer, 2000). Vid de mer moderata temperaturerna i en förbränning av hushållsavfall är endast en del av TOC organiskt bundet kol (BOC i Vosteens och Beyers nomenklatur, OC i Ferraris). Resten av TOC är främst elementärt kol. Förhållandet mellan organiskt kol som återstår i bottenaskan och glödgningsförlusten vid 550ºC, vilken likställs med TOC, illustreras med Figur 5. 19

21 Figur 5. Förhållandet mellan organiskt kol (BOC, vertikala axeln) och glödgningsförlusten vid 550ºC (TOC, horisontella axeln) för slagget från förbränningen av farligt avfall i roterugnar (Vosteen och Beyer, 2000). Det infällda mindre diagrammet återger motsvarande data för askor från förbränningen av hushållsavfall. Kurvan som betecknas BOC = 0,55 (TOC)2/3 i Figur 5 är en empirisk kurva som tagits fram av Vosteen och Beyer utgående från data i Kowalczyk m.fl. (Kowalczyk m.fl., 1995). Vosteen och Beyer konstaterar även att organiskt kol (BOC, RC eller OC) aldrig överstiger 3 viktsprocent av askans torrsubstans. 20

22 5 Gränsvärden för oförbränt Halten oförbränt i askan är intressant ur flera olika perspektiv och ett gränsvärde kan därmed sättas med olika syften. Främst kan man tänka sig tre orsaker till att myndigheterna vill begränsa halten oförbränt i askan: Miljömässiga aspekter vid deponering av askan, främst på grund av risk för metanbildning. Resurshushållning Säkerställa en effektiv förbränning I de flesta skrifter som citerats i föregående kapitel reds frågan ut om vad som är oförbränt i deponeringssammanhang. Dessa är från 1995 och senare, medan tyska TA Siedlungsabfall (TA står för Technische Anleitung) med gränsvärden är från I denna förordning anges följande värden: Deponiklass 1, glödgningsförlust < 3 viktsprocent eller TOC < 1 viktsprocent Deponiklass 2, glödgningsförlust < 5 viktsprocent eller TOC < 3 viktsprocent I förordningen anges inte vilken temperatur som gäller för glödgningsförlusten då man hänvisar till en standard, DIN Av de ovan citerade tyska undersökningarna framgår dock att temperaturen är 550ºC. För TOC hänvisas i TA Siedlungsabfall till en annan standard, DIN H3. Dess beskrivning i Bilaga A till denna TA stämmer på den ovan angivna standarden SS-EN Schweiziska TVA, Technische Verordnung über Abfälle, från 1990 anger gränser för oförbränt i bottenaskor som: högst tre viktsprocent, antingen som glödgningsförlust vid 550oC eller som TOC, för bottenaskor eller slagg efter hushållsavfall högst två viktsprocent, bestämt på samma sätt, för slagg efter specialavfall. För avfall som läggs på deponi ställs krav endast på koncentration i lakvatten för de som läggs på Inertstoffdeponien, bl a byggavfall. För det som läggs på Reststoffdeponien ställs ett krav på högst 50 g organiska kolföreningar per kg avfall. Det förefaller som om gränsvärdena vid deponi arbetats in som gränsvärden även vid avfallsförbränning. Samma gränsvärden som nämns ovan för deponiklass 2, <5 % glödningsförlust eller <3 % TOC, gäller nämligen även för bottenaska eller slagg enligt direktivet om förbränning av avfall (2000/76/EG). De arbeten som har utförts av Kowalczyk m.fl. (1995) och Vosteen och Beyer (2000) har haft som mål att närmare precisera TOC. Man argumenterar för att det i deponisam- 21

23 manhang endast är den organiska delen, OC (BOC eller AOC), som bör räknas, inte det elementära kolet EC. Vosteen och Beyer skriver även att branschen fått över tyska BMU, Bundesministerium für Umwelt på sin uppfattning: The distinguishing viewpoints with special consideration of the elementary carbon Cel as part of the actual TIC and not of the TOC, was accepted in 1997 by the BMU (German Federal Ministry for the Environment) which, with the European Technical Code on Municipal Solid Waste recommended the following to the EC commission in charge as the requirement for the loss on ignition of municipal solid waste and its incineration residues: LOI (minus inorganic volatile matter such as hydroxide water and minus Cel) 3 % I detta stycke betecknar Cel det elementära kolet, EC i denna rapport. Det bör påpekas att i andra sammanhang är det inte enbart det organiska kolet som utgör problem. Då flygaska från t ex kolförbränning skall nyttiggöras i betong är det kiseldioxiden som är den dominerande och eftertraktade komponenten i askan. Elementärt kol är en oönskad komponent: det förkolnade materialet adsorberar de kemikalier som tillsätts till betongen för att ge denna de önskade egenskaper och gör tillsatserna otillgängliga (Lagerblad, 1998). Kravet på högst 5 % förlust vid glödgning i BBK 94 eller EN 450 omfattar då såväl organiskt som elementärt kol. Standarder för glödgningsförlusten för kolaska anger temperaturer som 775ºC eller 815ºC. För träaska som skall återföras till skogsmark gäller att askan skall vara stabiliserad, d v s oxiderna skall ha omvandlats till bl a hydroxider och karbonater och askan skall ha agglomererats. Man försöker utnyttja askans förmåga att binda till sig själv för agglomereringen för att slippa tillsats av t ex cement eller andra bindande ämnen. Ren träaska har en sammansättning som mycket liknar den för Portlandcement. För att cement skall ha full bindningskraft och kunna bilda kalciumsilikathydrat måste vissa faser ha bildats vid temperaturer över ºC (Taylor, 1997). Man har inte till fullo utrett hur träaska binder till sig själv, men allmänt anses att oförbränt inte bör överskrida 10 %. Det har inte gått att belägga motiv till valet av 10 % som gräns (Lindström, 1995), annat än som generella diskussioner om retarderingen av cementbindning (Steenari och Lindquist, 1996). Det är möjligt att för självbindningens skull bör i oförbränt inkluderas även oorganiskt kol i karbonater, vilka egentligen inte är oförbränt organiskt material i begreppets snävaste mening. 22

24 6 Askmängder och oförbränt 6.1 Askmängder Under år 2002 har ÅF-Energikonsult utfört en inventering av bioaskor åt Statens Energimyndighet inom energibranschen, skogsindustrin och den träbearbetande industrin (Bjurström m.fl., 2002). I denna studie har dels statistikuppgift bearbetats, dels information inhämtats från ett antal anläggningar. I utredningen ingick ett femtiotal energianläggningar (av 154 företag eller orter), samtliga massa- och pappersindustrier samt ett tjugotal sågverk eller träbaserade industrier. De uppgifter som redovisas i detta avsnitt har för det mesta hämtats från rapporten för denna utredning. Ur denna studie framgår att det producerades ca en miljon ton askor i Sverige under år 2000 fördelade enligt följande: t ( t torrt) från avfallsförbränning 200 till t från energibranschen (exkl. avfallsförbränning) t från massa och pappersindustrin t från träbaserade industrin 50 till t från villaeldning av trädbränslen Enligt Renhållningsverkets statistik deponeras mellan 500 och 600 tusen ton aska per år. Utöver denna summa förefaller ytterligare ca t deponeras av skogsindustrin vid interna deponier. För sammanställningen ovan har ÅF-Energikonsult utnyttjat dels offentligt tillgänglig statistik, dels enkätresultaten i den ovannämnda studien. I syfte att belysa förutsättningarna för denna uppskattning beskrivs i Bilaga 1 arbetsgången för studien för Energimyndigheten. Askan är ett fast material med olika fysiska egenskaper beroende på om det är flygaska eller bottenaska. Det är vanligt att aska tas ut ur pannan genom ett vattenbad, eller befuktas efter uttaget för att undvika att den fattar eld eller dammar, varvid askan får en viss vattenhalt. I strikt mening bör uppgifter om askkvantiteter gälla torr aska. Det är emellertid inte alltid möjligt att få uppgifter om vattenhalten, som dessutom kan variera med tiden, mellan olika driftfall och mellan olika anläggningar. Ett pragmatiskt beslut i utredningen var därför att summera alla uppgifter om askmängder oberoende av vattenhalt. Detta leder till en överskattning av torrsubstansen i mängden aska. Ur resultaten från ovanstående undersökning går det inte att göra någon fullständig uppdelning på vilka bränslen som eldas i vilken typ av panna eller ens någon statisk över vilka förbränningsprinciper som är vanligast inom respektive bransch. Generellt kan man dock säga att äldre fastbränsleeldade pannor till övervägande del är rosterpannor 23

25 kompletterat med vissa oljepannor som har byggts om för att elda träpulver. Nya, större pannor (>20 MW) domineras av fluidbäddpannor och för nyproducerade pannor över en viss storlek (50-60 MW) är cirkulerande fluidbäddar idag helt dominerande. En konsekvens av detta är att rostpannor är helt dominerande i den träbearbetande industrin (äldre och förhållandevis små pannor). Det samma gäller vid avfallsförbränning där de traditionella rosteldade pannorna fortfarande är dominerande även om det på senare år har tagits i drift ett antal avfallseldade fluidbäddpannor. Inom energibolagen i övrigt är situationen relativt komplex: antalsmässigt är det troligen rostpannor som dominerar. Idag produceras dock mycket energi från ett antal nyare relativt stora fluidbäddpannor. Det är även främst inom energibolagen som de större pulvereldade anläggningarna används. Inom skogsindustrin förekommer både rostpannor och fluidbäddpannor men trenden är tydlig vad gäller nyare pannor, under senare år har ett antal äldre rostpannor ersatts eller byggts om till fluidbäddar. 6.2 Halter oförbränt I studien till Energimyndigheten ingick inte att uttryckligen fråga efter oförbränt. En del uppgifter har dock mottagits i samband med de askanalyser som däremot efterfrågades. De flesta analyser ger LOI, glödgningsförlusten, vid totalanalys, vilket innebär att temperaturen bör ha varit ca 1000ºC. I något fall angavs halten oförbränt i askan från skogsflis som 8,5 % bestämd enligt standarden SS , d v s vid 815ºC, vilken temperatur gäller för aska från stenkol. Detta gäller f ö en BFB-panna, bubblande fluidbädd. Bland de tio anläggningar i skogsindustrin som lämnat analyser varierar halten oförbränt, rapporterad som LOI vid totalanalysen, mellan 0,1 % och 40 %, med några extrema värden som 90 %. Det lägsta värdet gäller för en CFB-panna, cirkulerande fluidbädd, där oförbränt anges som 0,1 %, men för ett annat prov från samma period anges LOI till 10,4 %. Det ligger nära till hands att anta att första värdet bestämdes vid 550ºC och det senare vid ca 1000oC inför en totalanalys. Samma anläggning har också gaspannor med förugnar för barken: för dessa anges halten oförbränt till 0,5 1,5 %. För den andra fluidbäddpannan i svaren uppges oförbränt i bottenaskan och flygaskan vara 0,3 respektive 6,5 %. Det är osäkert hur oförbränt har bestämts i dessa fall: LOI för en totalanalys eller glödgning vid 550ºC. De övriga pannorna i utredningen är rosterpannor och askans halt av oförbränt (LOI i totalanalysen) ligger i allmänhet runt 20 % med enstaka värden på %. Ibland har bottenaskan högre halt än flygaskan, ibland är det tvärtom. För askor från rosterpannor hos sågverk som eldar bark och produktionsrester varierar halten oförbränt (okänd metod) mellan 0,1 % och 62 %. De uppgifter (oftast från totalanalyser) som mottagits från anläggningar anslutna till Svenska Fjärrvärmeföreningen är mer varierade: 24

26 För CFB-pannor där trädbränslen eldas är LOI lägst, ca 0,1 %, för bottenaskor medan LOI hos flygaskor är mellan 2 och 8 %. LOI hos askor från rosterpannor är högre, 20 till 40 %, men inte alltid: en panna i enkäten uppvisade en LOI på 6-7 % i bottenaskan och cyklonaskan medan askan från textila spärrfiltret har en LOI på ca 25 %. Aska från en annan panna hade en LOI på 4 %. Det är inte ovanligt att bottenaska innehåller oreagerat bränsle, t ex träbitar. Pulverpannor har en halt oförbränt (LOI?) i askan på % i flygaskan och % i bottenaskan för en anläggning, 6 respektive 78 % i en annan anläggning. Inom Ramprogram Askåterföring sammanställdes litteraturuppgifter om träaskors sammansättning (Nilsson och Steenari, 1996). Uppgifterna om halten oförbränt för askor från rosterpannor varierar mellan 0 och 90 % och för fluidbäddpannor mellan 0 och 5 %. De uppgifter om oförbränt eller LOI som mottagits under studien åt Energimyndigheten varierar inom vida gränser, liksom uppgifter i litteraturen. Allt pekar på att halten oförbränt (som glödgningsförlust) i fluidbäddpannors askor är låg och att halten oförbränt (också som glödgningsförlust) i askan från rosterpannor eller pulverpannor är betydligt högre. Den lägre halten oförbränt i askor från fluidbäddpannor kan till viss del förklaras genom god förbränning i denna typ av pannor men kan till stor del även bero på utspädningseffekter. Askan från fluidbäddpannor består ofta till övervägande del av bäddsand och inte av de askbildande ämnen som kommer från bränslet. Detta gäller inte bara bäddsanden utan även flygaskan, kiselhalten i en flygaska från en fluidbädd är betydligt högre än för en rosterpanna. Viktigt att notera är också den kraftiga inverkan som bränslets askhalt har på halten oförbränt, speciellt för rostpannor och pulverpannor. Vid förbränning av hushållsavfall med en askhalt på cirka 20 % visar en kolhalt i askan på 10 % att det i själva verket är en relativt stor andel av bränslet som inte fullständigt har förbränts (några procent). Vid förbränning av ett bränsle med låg askhalt, t.ex. träpulver med en askhalt som kan understiga 1 %, indikerar samma kolhalt i askan att det i själva verket är väldigt lite av bränslet som inte har förbrukats (ca 0,1%). För bränslet med den lägre askhalten krävs det i själva verket en kolhalt i askan på cirka 70 % för att andelen som inte har förbränts i pannan ska bli lika stor som i fallet med den högre askhalten och 10 % kol i askan. Som ett mått på hur fullständig förbränningen är och på resursutnyttjandet (omsättningen av bränslets innehåll av kol) är halten oförbränt i askan inte invändningsfritt, kvantitativa uppgifter är alltför beroende av bränslets askhalt och val av förbränningsteknik. Den stora variationen i halten oförbränt som framkom både inom ovanstående studie och i annan litteratur kan även bero på att den glödgningstemperatur som har använts vid analyserna varierar. Om den är ca 1000ºC är glödförlusten högre och inkluderar oorganiskt karbonatkol. Det finns inte tillräcklig information för att halter organiskt kol skall kunna anges. Under sådana omständigheter är det inte meningsfullt att ge generella, kvantitativa uppgifter om halten oförbränt eller halten organiskt kol i askan. 25

27 7 Omförbränning Det kan inledningsvis konstateras att omförbränning av askor med hög halt av oförbränt är en standardåtgärd. Detta krävs för övrigt i tyska TA Siedlungsabfall så fort halten oförbränt i aska från avfallsförbränningen överskrider gränsvärden på glödgningsförlust eller TOC. I RVF:s studie över dioxiner ges en tabell över de producerade askmängderna och i ett par fall noteras att flygaska recirkuleras till pannan (Ahlgren och Marklund, 2001). I vissa fall recirkuleras dock inte askan till pannan utan blandas med kalk och tillförs i rökgasreningen. I en sådan konstruktion är inte målsättningen att minska halten oförbränt utan att minimera förbrukningen av kalk samt att utnyttja det oförbrända kolet i askan som absorbent. Askans kol fyller då samma funktion som det aktiva kolet som ofta tillsätts i avfallseldade anläggningar. Tillsatts av aktivt kol leder självfallet i sig till en viss ökning av halten oförbränt i flygaskan men doseringen av aktivt kol är låg och halter i rökgasreningsresten därmed relativt låg. Under studien åt Energimyndigheten svarade flera anläggningar som eldar trädbränslen i mindre rosterpannor (några MW) att de recirkulerade flygaskan till eldstaden. Endast bottenaska tas då ut. Det finns dock för lite underlag för att bedöma konsekvenserna för bottenaskans halt av oförbränt och för emissionerna till luft. Inom Ramprogram Askåterföring har frågan om den höga halten oförbränt i aska från rosterpannor varit en orsak till undersökningar av möjligheten att omförbränna denna i pannor med cirkulerande fluidbädd. Vattenfall har låtit bränna aska från en rosterpanna med hög halt oförbränt i en CFB-panna i Nässjö. Tekniskt sett går det att mata in askan, motsvarande 1-2 % av bränsletillförseln och bränna den till en låg halt oförbränt (Hinderson m.fl., 2000). Emellertid tillför man samtidigt alkali till denna panna, framför allt kaliumklorid. Detta innebär en ökad risk för påslag i pannan och för korrosion. Man konstaterar f ö en svag ökning av halten tungmetaller i fluidbäddpannans aska. Omförbränning av bioaska från en rosterpanna i en CFB-panna har också provats i Växjö, men man får problem med bäddsintring och korrosion (Johnsson, 2002). Vid TPS har studerats tekniker att bränna om aska med hög halt av oförbränt, %, (Zintl m.fl., 2002). Utvärderingen av försöken i laboratorieskala med dels en schaktugn, dels en fluidiserad bädd visar att det går relativt enkelt att sänka halten oförbränt under 1 % (glödgningsförlust vid 550ºC). Båda tekniker kan användas som en tillbyggnad till en rosterpanna. Zintl m.fl. förordar en fluidiserad bädd, även om schaktugnen också har användbara egenskaper, t ex en smältning av mineraliska delar i askan. Det är dock ekonomiskt ointressant att bränna ut askan om det bara är skillnader i deponiavgiften som jämförs, såvida askans halt av oförbränt inte är extremt hög. Kan askan genom omförbränning bli använd, t ex återföring till skogsmark eller vägbyggen, är ekonomiska incitamentet betydligt större. Bland de tekniker att minska halten oförbränt kol i kolaska som studerats i USA finns både omförbränning i samma panna (WE-WG, en kraftproducent i Wisconsin) och utbränning i en tillbyggd eller fristående ugn motsvarande den lösning som studerats av TPS. Vi känner inte till några detaljer. 26

28 Att omförbränna aska är oftast mest effektivt i en CFB (Cirkulerande fluidiserad bädd). Orsaken till detta är att värmeöverföringen är mycket god samt att bäddmaterialet och större bränslepartiklar i en sådan panna recirkuleras ett stort antal gånger. Även i en BFB (Bubblande fluidiserad bädd) är värmeöverföringen god och utbränningen relativt bra men eftersom bränslepartiklar som rycks med rökgaserna inte återförs kan inte lika bra utbränning förväntas. Sämst utbränning åstadkoms i mindre och äldre rostpannor samt vissa äldre kolpannor som har konstruerats om till förbränning av träpulver. Det är främst askor från dessa typer av anläggningar som det kan bli aktuellt att omförbränna. Dessa typer av anläggningar är därmed oftast inte aktuella att använda för omförbränning av aska från andra anläggningar. Ytterligare en aspekt som måste tas i beaktande om aska ska omförbrännas i en annan panna är tillståndsfrågorna. Som nämns ovan är omförbränning i en CFB den metod som leder till lägst halt oförbränt men för att uppnå detta kan aska behöva transporteras från en anläggning till en annan. Utöver att detta leder till transportkostnader måste man komma ihåg att askan är ett avfall (i vissa fall till och med farligt avfall). Att förbränna detta avfall kräver därmed tillstånd och i princip en avfallsklassad panna, trots att kanske det ursprungliga bränslet inte hade varit något problem att förbränna i även denna anläggning. Detta problem har bland annat uppmärksammats när aska från Hässelbyverket (förbränning av träpulver) skulle transporteras till Värtanverket (PFBC). Utöver omförbränning finns det möjligheter att avskilja den brännbara delen från den icke brännbara delen, t.ex. genom triboelektriska metoder eller vindsiktning. Detta resulterar i en fraktion med mycket hög andel oförbränt och en fraktion som innehåller huvuddelen av de mineraliska ämnena. Fraktionen med hög andel oförbränt kan sedan med fördel återföras till samma eller annan panna och de miljö- och drifttekniska problem som man annars riskerar kan på detta sätt undvikas. En studie som föreslog att närmare utvärdera sådana metoder offererades nyligen till Värmeforskprogrammet Miljöriktig användning av aska. 27

29 8 Slutsatser och forskningsbehov I Sverige produceras ca en miljon ton aska per år varav 500 till 700 tusen ton deponeras. Denna aska innehåller varierande halter oförbränt. Oförbränt eller totala kolinnehållet, TC, består av: organiskt kol, OC, elementärt kol, EC, vilket tillsammans med OC bildar TOC, Total Organic Carbon oorganiskt kol i karbonater, TIC, total inorganic carbon En bättre benämning för TOC än Total Organic Carbon kunde vara Total Oxidizable Carbon, totalt oxiderbart kol, eller Combustible Carbon. Karbonatkolet är inte brännbart och borde rimligen inte inkluderas i begreppet oförbränt. De enklaste och vanligaste metoderna att bestämma oförbränt är de s k glödgningsförlusterna vid en temperatur som är specifik för bränslet, vilka dock ger en blandning av OC, EC och TIC. Det finns andra metoder att dela upp kolinnehållet och bestämma de olika kolkategorierna. Gällande standarder syftar till bestämningen av TOC som summan av elementärt kol och organiskt kol. Halten oförbränt eller glödgningsförlusten i de uppgifter som vi har tagit emot varierar inom vida gränser, vilket beror dels på att metoderna att bestämma oförbränt alternativ organiskt kol är olika eller inte nödvändigtvis väl lämpade, dels på förbränningsanläggningens utformning och driftsförhållanden. Vi anser därför att det inte är meningsfullt att återge några kvantitativa uppgifter om generella halter oförbränt eller organiskt kol i askor, TOC eller OC. All information pekar på att dessa TC-halter är låga i askor från CFB-pannor, något högre i askor från BFBpannor och ofta relativt höga i askor från rosterpannor och pannor baserade på pulverbrännare. De undersökningar som utförts utomlands, framför allt på askor från förbränning av hushållsavfall, pekar på att det organiska kolet är en liten andel av den TOC eller glödgningsförlust som redovisas. Även om en aska skulle ha en TOC eller glödförlust som klart överskrider de 3 eller 5 % som är gränsvärden i tyska föreskriften TA Siedlungsabfall är det inte säkert att halten organiskt kol skulle vara över gränsen. Det oförbrända kolet, TOC, torde i huvudsak bestå av elementärt kol, EC. När man diskuterar halten oförbränt eller sätter ett gränsvärde för halten oförbränt är det viktigt att veta vilket syftet egentligen är. Om det är kopplat till konsekvenser vid deponering är det halten organiskt kol som bör begränsas medan man ur resurshushållningsperspektiv snarare bör maximera kolomsättningen i pannan. I det senare fallet är det därmed viktigt att samtidigt med halten oförbränt beakta askhalten i själva bränslet. Det samma gäller om halten oförbränt används som ett mått för att kontrollera hur effektiv förbränningen är, vilket t.ex. sker i EU-direktivet om förbränning av avfall. 28

30 I ljuset av denna information är det därför svårt att ange vilka typer och vilka kvantiteter av aska som med säkerhet inte får deponeras år Det är tekniskt möjligt att bränna om askor som har hög halt av oförbränt. Att göra det i en fristående CFB-panna kan ge upphov till problem, såväl tekniska (korrosion, påslag m.m.) som juridiska (tillstånd att förbränna avfall). Omförbränning i samma panna förefaller vara att föredra, även om konsekvenserna inte är till fullo kända och detta inte alltid ger tillräckligt låga halter oförbränt. För att kunna komma vidare mot ett tillfredsställande svar på frågan om vilka askor som bör tillåtas deponeras föreslår vi följande insatser: Ett förtydligande av villkoret på oförbränt för deponering vilket kol är det frågan om? TC, TOC, OC? En undersökning av vad de olika mätmetoderna för oförbränt och kol motsvarar för svenska förhållanden. En undersökning av halten oförbränt och olika kolhalter för de askor som är aktuella i Sverige. Den information som finns gäller för hushållsavfall utomlands och svenska bränslemix är i det sammanhanget tämligen varierande och avvikande. En undersökning av alternativa metoder till omförbränning av askan. ÅF har föreslagit ett sådant projekt till Värmeforsks delprogram Miljöriktig användning av askor 29